九上物理内能思维导图
《九上物理内能思维导图》
一、分子动理论
1.1 内容概要
- 一切物质由大量分子组成
- 分子永不停息地做无规则运动 (热运动)
- 分子间存在相互作用力
1.2 扩散现象
- 定义：不同物质相互接触时，彼此进入对方的现象
- 本质：分子永不停息的无规则运动
- 影响因素：温度 (温度越高，扩散越快)
1.3 固体、液体、气体的分子运动
- 固体：分子间距小，分子间作用力强，分子在平衡位置附近振动
- 液体：分子间距稍大，分子间作用力较弱，分子可以在一定范围内移动
- 气体：分子间距很大，分子间作用力很小，分子可以自由运动
二、内能
2.1 定义
2.2 影响因素
- 温度：温度越高，内能越大
- 质量：质量越大，内能越大
- 物质种类：物质种类不同，内能不同
- 状态：同一物质，状态不同，内能不同
2.3 内能与温度、机械能的区别
- 内能：物体内部所有分子动能和势能之和，与温度、质量、物质种类、状态有关
- 温度：物体分子平均动能的标志，只能反映物体冷热程度
- 机械能：物体宏观运动的动能和势能，与物体的速度和位置有关
三、改变物体内能的两种方式
3.1 做功
- 本质：能量的转化
- 形式：
- 对物体做功：机械能转化为内能 (物体内能增加，温度升高)
- 物体对外做功：内能转化为机械能 (物体内能减少，温度降低)
- 示例：
3.2 热传递
- 本质：能量的转移
- 形式：
- 传导：热从高温物体传递到低温物体，或从同一物体的高温部分传递到低温部分
- 对流：液体或气体中，由于温度不同引起密度不同而产生的热传递
- 辐射：物体直接向外发射热量
- 示例：
3.3 做功与热传递的比较
| 特征 |
做功 |
热传递 |
| 本质 |
能量的转化 |
能量的转移 |
| 形式 |
力和位移 |
温度差 |
| 结果 |
物体的内能发生变化 |
物体的内能发生变化 |
| 例子 |
压缩气体，摩擦生热等 |
热水袋取暖，阳光照射等 |
四、比热容
4.1 定义
- 单位质量的某种物质，温度升高(或降低)1℃时，吸收(或放出)的热量
- 符号：c
- 单位：焦/（千克·摄氏度） J/(kg·℃)
4.2 比热容的物理意义
- 反映了不同物质吸热或放热能力的差异
- 比热容越大，相同质量的物质，升高相同的温度，吸收的热量越多；降低相同的温度，放出的热量越多
4.3 热量的计算公式
- 吸收热量：Q吸 = cm(t - t₀)
- 放出热量：Q放 = cm(t₀ - t)
- Q: 热量 (焦耳 J)
- c: 比热容 (焦/（千克·摄氏度） J/(kg·℃))
- m: 质量 (千克 kg)
- t₀: 初始温度 (摄氏度 ℃)
- t: 末温 (摄氏度 ℃)
4.4 比热容的应用
五、热机
5.1 内燃机
- 定义：将内能转化为机械能的机器
- 分类：
- 工作循环：
- 吸气冲程
- 压缩冲程 (机械能转化为内能)
- 做功冲程 (内能转化为机械能)
- 排气冲程
- 能量转化：化学能 -> 内能 -> 机械能
5.2 热机效率
- 定义：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧释放的能量之比
- 公式：η = (W有用 / Q释放) × 100%
- 影响因素：
- 热机本身的结构和设计
- 燃料的质量和燃烧程度
- 机械摩擦
- 意义：热机效率越高，能量利用率越高
5.3 热机的改进和发展
- 提高燃料的燃烧效率
- 减少机械摩擦
- 回收废气中的能量
六、能量守恒定律
6.1 内容
- 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。
6.2 应用
- 任何涉及能量转化的过程，都遵循能量守恒定律
- 验证能量守恒定律的实验
七、思维导图总结
- 分子动理论：物质组成、分子运动、分子间力
- 内能：定义、影响因素、与温度和机械能的区别
- 改变内能的方式：做功、热传递、比较
- 比热容：定义、物理意义、计算公式、应用
- 热机：内燃机、工作循环、热机效率、改进
- 能量守恒定律：内容、应用
